Влияние щелочей на цемент

Щелочи. Содержание щелочей в клинкере состав­ляет обычно 0,3—1% и в отдельных случаях достигает 1,5%; количество щелочей зависит от их содержания в исходных сырьевых материалах, а также от условий возгонки в процессе обжига. Подача в печь уловленной электрофильтрами пыли приводит к повышению содер­жания щелочей в клинкере. Обычно в пыли преобладает оксид калия, оксида натрия содержится, как правило, меньше.

Систематические исследования клинкерных систем, содержащих наряду с основными компонентами щелоч­ные оксиды, показали, что эти оксиды прежде всего связывают серный ангидрид. При этом образуются ще­лочные сульфаты; возможно появление                  щелочно-сульфатной фазы, содержащей оба щелочные оксида в примерном молекулярном соотношении K₂O:Na₂O=3:l.

Избыток оксида натрия сверх количества, связанного в сульфате, может быть представлен в клинкере со­единением Na₂O∙8СаО∙ЗAl₂O₃ и входить в состав стек­ловидной фазы. Избыток оксида калия сверх количества, связанного с SO₃, может содержаться в клинкере как соединение K₂O∙23СаО∙12SiO₂ и находиться в стекло­видной фазе. В то же время щелочи могут присутствовать в виде твердых растворов с другими клинкерными фазами. Исследования Г. С. Ронка  показали, что основное количество оксида калия находится в стекле и в трехкальциевом алюминате. К тем же выводам затем пришли и другие исследователи. Установлено также, что соединения натрия могут находиться в составе силикатов кальция, а также четырехкальциевого алюмоферрита. В клинкере, имеющем отношение R₂O:SO₃, близкое к единице, не все количество серного ангидрида связано со щелочами, часто он присутствует в   виде   сульфата   кальция.

Весьма существенно влияют щелочи на образование трехкальциевого силиката. Обычно при заметном коли­честве калия наблюдается избыток свободного оксида кальция. Объясняется это тем, что K₂O∙23СаО∙12SiO₂ не может вступать в реакцию с СаО и образовывать трехкальциевый силикат. Однако C₂S может оказаться недостаточно для связывания этого свободного оксида кальция. При повышенном содержании соединений ка­лия происходит даже разложение C₃S по схеме

12(3CaO∙SiO₂) + K₂O = K₂O∙23СаО∙12SiO₂ + 13CaO. Рас­чет показывает, что каждая десятая доля процента К₂О, способная реагировать с силикатами, уменьшает максимально возможное количество C₃S на 2,9% и высвобождает 0,77%   несвязанного оксида   кальция.

С.М. Рояк, Г.С. Рояк, Специальные цементы, М.: Стройиздат, 1983